DE2728249A1 - REMOVAL OF DIRT PARTICLES AND ABRASION FROM STORAGE - Google Patents
REMOVAL OF DIRT PARTICLES AND ABRASION FROM STORAGEInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Entfernung von Schmutzpartikeln und Abrieb aus ölgeschmierten Gleitlagerungen hoher Drehzahl mittels eines an einem stromungsgünstigen Ort angeordneten Magneten.The invention relates to the removal of dirt particles and abrasion from high-speed oil-lubricated plain bearings by means of a magnet arranged at a location that is favorable to the current.
Bei Zusammenbau und Montage von Hochleistungslagern ist es unvermeidlich, dass sich die einzelnen Bauteile mehr oder weniger untereinander berühren und hierbei Metallpartikel abgerieben werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn Bauteile aneinandergefügt werden oder wenn Befestigungselemente wie z. B. Schrauben eingeschraubt werden. Dieser metallische Abrieb lässt sich weder ausblasen noch auf andere Weise entfernen. Hingegen ist es möglich, bei der Montage eine so grosse Sauberkeit walten zu lassen, dass sich keine nichtmetallischen Schmutzpartikeln in der Lagerung befinden.When assembling and assembling high-performance bearings, it is inevitable that the individual components more or less touch each other and thereby wear off metal particles will. This is particularly the case when components are joined together or when fastening elements such as. B. Screws are screwed in. This metallic abrasion cannot be blown out or removed in any other way. On the other hand it is possible to be so clean during assembly that no non-metallic dirt particles get into the of storage.
Während der Anlaufphase eines Lagers tritt im Gebiet der Mischreibung darüber hinaus Abrieb auf, der ebenfalls in das Schmieröl gelangt und von diesem wieder zurück ins Lager gefördert wird,During the start-up phase of a bearing, mixed friction occurs in the area In addition, there is abrasion, which also gets into the lubricating oil and is pumped back into the bearing by this,
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Sowohl die bei der Montage wie auch die durch Abrieb in der Anlaufphase verursachten Schmutzpartikän gelangen ins Schmieröl und wirken beim Betrieb des Lagers wie schmirgelndes Material und führen zur Erosion des Lagers. Erodierte Lager erreichen häufig nicht die von ihnen geforderte und berechnete Lebensdauer.Both the dirt particles caused during assembly and those caused by abrasion in the start-up phase get into the lubricating oil and act like abrasive material during operation of the bearing and lead to the erosion of the bearing. Reaching eroded bearings often not the service life required and calculated by them.
Es ist bekannt, Schmutzpartikeln und Abrieb aus ölgeschmierten Lagerungen durch Sedimentation zu entfernen. Zur Sedimentation der Partikel in öl müssen unbewegte Bereiche vorhanden sein, an denen die Teilchen vorbeigetragen werden und hineingelangen können. Auf diese Weise können Teilchen jeder Korngrösse abgeschieden werden. Bei kleinen Teilchen (z. B. kleiner 10 Ai m) muss aber mit einer sehr grossen Sedimentationszeit gerechnet werden. Hinzu kommt, dass es konstruktiv nicht immer möglich ist, besondere Sedimentationszonen bei Lagerungen vorzusehen.It is known to get dirt particles and debris from oil-lubricated Remove deposits by sedimentation. For the sedimentation of the particles in oil, there must be stationary areas, where the particles are carried past and can get into. In this way, particles of any grain size can be deposited will. For small particles (e.g. smaller than 10 Ai m) however, a very long sedimentation time must be expected. In addition, it is not always possible to construct it is to provide special sedimentation zones for storage.
Es ist weiter bekannt, durch Anbringung von Spaltfiltern im Strömungsbereich des Schmieröls metallische und nichtmetallische Teilchen aus dem Öl-Umstrom zu entfernen. Allerdings gilt dies nur für grössere Teilchen (Korngrösse schätzungsweise grosser 20 ja m), da bessere Filter nicht zur Verfügung stehen und auch nur Stromungsverluste verursachen würden.It is also known to remove metallic and non-metallic particles from the oil flow by installing slot filters in the flow area of the lubricating oil. However, this only applies to larger particles (particle size estimated 20 big yes m) as better filters are not available and also Stromungsverluste would only cause.
Es ist ferner bekannt, mittels eines Magneten die magnetischen Teilchen aus dem Lageröl zu entfernen. Dieses Prinzip hat insbesondere bei der magnetischen Ölablasschraube im Motorenbau Anwendung gefunden.It is also known to remove the magnetic particles from the bearing oil by means of a magnet. This principle has in particular Found application in the magnetic oil drain plug in engine construction.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schmutzpartikel und Abrieb aus Lagerungen zu entfernen, deren Bauteile zumindest teilweise aus nichtmagnetischen Werkstoffen wie z. B. Aluminium und Kupfer bestehen.The invention is based on the object of removing dirt particles and abrasion from bearings, at least their components partly made of non-magnetic materials such as B. consist of aluminum and copper.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die unmagnetischen Bauteile des Lagers, insbesondere die Lagerschalen sowie die übrigen unmagnetischen Teile in der Umgebung des Lagers wie z. B. Gehäuseteile, Halte- und Befestigungselemente und insbesondere die Teile der Lagerung, die mit dem Schmieröl in Berührungskontakt gelangen können, vor dem Zusammenbau der Lagerung vollständig mit einer magnetischen Schicht überzogen werden. Bewährt haben sich hierbei überzüge aus Nickel oder Chrom.This object is achieved according to the invention in that the non-magnetic Components of the bearing, in particular the bearing shells and the other non-magnetic parts in the vicinity of the bearing such as B. housing parts, holding and fastening elements and in particular the parts of the bearing that come into contact with the lubricating oil can be completely covered with a magnetic layer before assembling the storage. Coatings made of nickel or chromium have proven useful here.
Der Gegenstand der Erfindung ist bei sämtlichen Hochleistungslagern anwendbar. Beispielsweise werden Mehrflächengleitlager und aus Kugel und Kalotte bestehende Spiralrillenkalottenlager genannt, wie sie z. B. bei Spinnturbinen Anwendung finden.The subject matter of the invention is applicable to all high-performance bearings. For example, multi-surface plain bearings and called spiral grooved dome bearings consisting of ball and dome, as z. B. find application in spinning turbines.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus den Figuren, die nachfolgend beschrieben werden.Further advantages, features and possible applications emerge from the figures, which are described below.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 ein Spiralrillenkalottenlager in Schnittansicht und Figur 2 ein Radiallager in Schnittansicht.FIG. 1 shows a spiral groove ball bearing in sectional view and FIG. 2 shows a radial bearing in sectional view.
Fig. Ί zeigt einen Schnitt durch die Lagerung einer Spindel von Spinnturbinen, wobei das Gehäuse 2 aus Aluminium, ein Kühler 4 aus Kupfer, eine Laufkugel 6 und eine Spindel 8 aus Stahl, eineFig. Ί shows a section through the storage of a spindle Spinning turbines, the housing 2 made of aluminum, a cooler 4 made of copper, a ball 6 and a spindle 8 made of steel, a
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Kalotte IO aus einer Kupfer-Berylliumlegierung und eine Befestigungsschraube 12 aus Messing bestehen. Die Lagerung besteht folglich zum Teil aus Bauteilen, die magnetisch sind und zum anderen Teil aus Bauteilen, die unmagnetisch sind.Dome IO made of a copper-beryllium alloy and a fastening screw 12 are made of brass. The storage consequently consists partly of components that are magnetic and on the other hand, from components that are non-magnetic.
Fig. 2 zeigt ein Radiallager in Schnittansicht, das aus einem Aluminiumgehäuse 14, einer Viskodichtung 16 aus Messing, einer Stahlwelle 18 und aus einer Lagerschale 20 aus Kupfer-Beryllium besteht. Es sind folglich ebenfalls magnetische und unmagnetische Werkstoffe vorhanden.Fig. 2 shows a radial bearing in sectional view, which consists of a Aluminum housing 14, a viscous seal 16 made of brass, a steel shaft 18 and a bearing shell 20 made of copper-beryllium consists. There are consequently also magnetic and non-magnetic materials.
Beim Zusammenbau der Lagerungen wird nun beispielsweise die Befestigungsschraube 12 eingeschraubt und die Lagerschale 20 in das Gehäuse 14 eingepresst, wodurch magnetische und nichtmagnetische Schmutzpartikeln entstehen. Während des Anfahrens der Lager tritt im Gebiet der Mischreibung darüber hinaus magnetischer und unmagnetischer Abrieb zwischen den Lagerflächen auf, der zusammen mit den zuerst erwähnten Schmutzpartikeln in den Schmierölreislauf 22, 24 gelangt. Die Partikeln gelangen nun bei jedem Umströmen des Öls durch das Lager hindurch und führen hier zur Erosion an den Gleitflächen.When assembling the bearings, for example, the fastening screw is now 12 screwed and the bearing shell 20 pressed into the housing 14, whereby magnetic and non-magnetic Dirt particles arise. During the start-up of the bearings, more magnetic occurs in the area of mixed friction and non-magnetic abrasion between the bearing surfaces, which together with the first-mentioned dirt particles in the lubricating oil circuit 22, 24 arrives. The particles now pass through the bearing every time the oil flows around it and lead to the Erosion on the sliding surfaces.
Ordnet man nun in den Lagerungen einen Magneten 26, 28 an, so können magnetische Metallpartikeln dem Ölstrom entzogen werden. Hierdurch wird die Erosion an den Lagergleitflächen jedoch nur unwesentlich vermindert, da z. B. Aluminium- und Kupfermetallteilchen weiter im Ölstrom bleiben und für ein Fortschreiten der Erosion sorgen.If a magnet 26, 28 is now arranged in the bearings, magnetic metal particles can be withdrawn from the oil flow. As a result, the erosion on the bearing sliding surfaces is only insignificantly reduced, since z. B. aluminum and copper metal particles continue to remain in the oil flow and ensure that the erosion continues.
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Werden nun erfindungsgemäss sämtliche Bauteile der Lagerungen beispielsweise mit einer Nickelschicht überzogen, so werden Verschmutzung und Abrieb vollständig aus dem Ölstrom entfernt, noch bevor Erosion auftreten oder fortschreiten kann.According to the invention, all components of the bearings are now for example coated with a nickel layer, so dirt and abrasion are completely removed from the oil flow, before erosion can occur or progress.
Die Beschichtung erfolgt mit rein Nickel oder mit einer aushärtbaren Nickellegierung (z. B. bekannt unter dem Warenzeichen Kanigen). Die aushärtbare Nickellegierung ist normalerweise unmagnetisch. Sie besteht aus Nickel mit hohem Phosphoranteil. Die Nickellegierung wird einer Wärmebehandlung bei ca. 290° Celsius unterzogen. Dadurch bildet sich Nickelphosphit. Die Legierung erhält eine Härte von etwa 1000 Vickers. Gleichzeitig erfolgt eine Verarmung des Phosphoranteils wodurch das Nickel seine magnetischen Wirkungen entfalten kann. Bei Beschichtung von Lagerbauteilen wie Lagerschalen erreicht man durch die Wärmebehandlung eine hohe Härte und Abriebsfestigkeit, so dass die Verwendung von Kanigen für die Lagerschalen vorteilhaft ist, während für die anderen Bauteile ein Nickelüberzug aus rein Nickel ausreichend sein kann.The coating is made with pure nickel or with a hardenable one Nickel alloy (e.g. known under the trademark Kanigen). The hardenable nickel alloy is usually non-magnetic. It consists of nickel with a high phosphorus content. The nickel alloy undergoes a heat treatment at approx. 290 ° Celsius subjected. This forms nickel phosphite. The alloy has a hardness of about 1000 Vickers. Takes place at the same time a depletion of the phosphorus content, which allows the nickel to develop its magnetic effects. When coating Bearing components such as bearing shells are achieved through heat treatment with a high level of hardness and abrasion resistance, so that the Use of Kanigen for the bearing shells is advantageous, while a nickel plating is made for the other components pure nickel may be sufficient.
Erfindungsgemäss werden insbesondere sämtliche unmagnetischen Bauteile des Lagers vollständig mit dem magnetischen Überzug versehen. Dies verteuert zwar die Herstellung der gesamten Lagerung, führt aber bei Hochleistungslagern zu einer Erhöhung der Standzeit, die aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten niedrigen Herstellungskosten bei der Fertigung vorzuziehen ist.According to the invention, in particular, all non-magnetic Components of the bearing are completely covered with the magnetic coating. Although this makes the production of the entire storage more expensive, but leads to an increase in the service life of high-performance bearings, which is low from an economic point of view Manufacturing cost is preferable in manufacturing.
20. Juni 1977
KJ 10/PaL/ehJune 20, 1977
KJ 10 / PaL / eh
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Friedrichshafen
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